DE10128433C1 - Induktionsarmer, niederohmiger elektrischer Widerstand - Google Patents
Induktionsarmer, niederohmiger elektrischer WiderstandInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen induktionsarmen, niederohmigen elektrischen Widerstand, der aus streifenförmigen gestapelten Ebenen planarer Metallschichten besteht, die gegeneinander isoliert sind und kongruente symmetrische Konturen aufweisen. Die Metallschichten der äußeren planaren Ebenen sind in Längsrichtung unterbrochen und die Unterbrechungsabschnisse von niederohmigen, kongruent angeordneten flächenförmigen Widerständen überbrückt, die gleiche Symmetrien aufweisen.
Description
Die Erfindung betrifft einen neuartigen induktionsarmen,
niederohmigen elektrischen Widerstand.
Ein solcher Widerstand ist aus der DE-A-24 13 457 bekannt
und besteht aus einem isolierenden Trägerkörper, z. B. aus
Keramik, Glas oder Kunststoff, dessen Oberfläche mit ei
ner Schicht aus Widerstandsmaterial belegt und seitlich
mit elektrischen Anschlusselementen versehen ist. Der
dort verwendete Trägerkörper besitzt zwei parallele,
vollständig mit Widerstandsmaterial belegte große Flä
chen, von denen jede am gleichen Ende, lediglich durch
die Dicke der isolierenden Trägerkörpers getrennt, je ein
Kontaktierungsfeld mit daran befestigten Anschlussklemmen
aufweist. Die Kontaktierungsfelder sind über eine am an
deren Ende von den Kontaktierungsfeldern befindliche
schmale Fläche hinweg, deren Kanten abgerundet sind, mit
einander elektrisch leitend verbunden. Die Widerstands
schicht auf dem Trägerkörper besteht aus Tantalnitrid,
der Trägerkörper aus Kunststoff, beispielsweise aus Poly
imid. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der
Widerstandskörper des elektrischen Widerstandes aus einer
flachen kreisförmigen Scheibe, deren gesamte Oberfläche
mit einer Widerstandsschicht belegt ist, besteht und dass
sich im Zentrum der Kreisflächen je ein kreisförmiges
Kontaktierungsfeld befindet, an dem jeweils ein oder meh
rere Paare elektrischer Anschlusselemente angebracht
sind.
Derartige Präzisionswiderstände werden beispielsweise als
Shuntwiderstände in der Strommesstechnik für Hochfrequenzstrommessungen
in Vierpolanordnungen (Kelvin-Tech
nik) zur Erzeugung eines dem zu messenden Strom propor
tionalen Spannungssignales verwendet. Dabei sind eine
Strom-Hin- und -Rückführung zum eigentlichen Widerstands
körper für den zu messenden Strom und ein zweites Leiter
paar am Widerstandskörper vorgesehen, wobei das zweite
Leiterpaar das dem resultierenden Strom proportionale
Spannungssignal zum Messgerät führt.
Während für Gleichströme nahezu beliebig perfekte Strom
spannungswandler dieser Art realisiert werden können,
zeigen die verwendeten Shuntwiderstände zur Strommessung
von Wechselströmen durch Anteile von Eigeninduktivität
(Serieninduktivität des Widerstandskörpers) und Gegenin
duktivität (zusätzlich zum gewünschten stromproportiona
len Spannungssignal in den Fühlerkreis induzierte Fehler
spannung durch magnetische Kopplung des Stromkreises mit
dem Fühlerkreis) ein nicht-ideales Verhalten. Diese Pro
blematik ist bereits in der oben genannten Patentanmel
dung wiedergegeben. Bei steigenden Frequenzen steigen die
unerwünschten induktiven Anteile des Messsignals im Ver
hältnis zum gewünschten Ohmschen Spannungsabfall propor
tional an.
Um den störenden Einfluss gering zu halten, werden Geo
metrien zur Hin- und Rückstromführung im Stromkreis ge
wählt, bei denen durch räumliche Nähe magnetischer stö
render Einfluss eliminiert wird. Zur Anwendung kommen da
bei die bekannten Bifilar-, Mäander- sowie Parallelführ
techniken. Eine bekannte Realisierung ist die mit sog.
doppelt-koaxialen Messwiderständen, die bei endlichen Ab
messungen prinzipiell einen induktiven und gegenindukti
ven Anteil von Null am Abgriff des stromproportionalen
Spannungsausganges zeigen. Für Shunt-Anwendungen in der
Kleinsignal-Messtechnik ist die koaxiale Bauform jedoch
weniger geeignet, da sie mit modernen Bestückungsmethoden
(SMT-Technologie) nicht handhabbar ist. Trotz der Überlegenheit
des doppelt-koaxialen Prinzips werden bei der
Kleinsignalmesstechnik überwiegend Shuntwiderstände nach
dem Stromkompensationsprinzip mit erheblicher Restinduk
tion verwendet. Allen Stromkompensationsverfahren ist je
doch gemeinsam, dass induktive Anteile nur verkleinert
werden können, aber, da den räumlichen Abmessungen pro
portional, in realen Ausführungen nicht zu prinzipiell
Null gemacht werden können. Außerdem steigt bei
verbesserter magnetischer Kompensation unvermeidbar deren
parasitäre Kapazität.
Den doppelt-koaxialen Messwiderständen liegt das Prinzip
zugrunde, dass bei perfekter Zylindersymmetrie von koaxi
alen Hin- und Rückleiter als Stromkreis die zentrale
Achse des Widerstandes feldfrei ist. Nutzt man die Zylin
derachse zum Herausführen des Fühlersignals, ist dieses
bauartbedingt induktions- und gegeninduktionsfrei.
Aus der DE 195 42 162 A1 ist ein Strombegrenzer mit min
destens zwei zueinander parallel geschalteten Wider
standszweigen bekannt, bei dem jeder der Widerstands
zweige mindestens einen Widerstand enthält und die Wider
stände von je zwei parallel geschalteten Widerstandszwei
gen im Betrieb von wenigstens annähernd gleichen Teil
strömen durchflossen sind. Die Widerstände in den paral
lel geschalteten Widerstandszweigen weisen induktivitäts
arme Widerstandsbahnen auf und sind gegenseitig elekt
risch isoliert und mit gleichen Bahnbereichen übereinan
derliegend derart angeordnet, dass Teilströme durch diese
Widerstandszweige in übereinanderliegenden Bahnbereichen
und in zueinander entgegengesetzten Richtungen fließen.
Weiterhin ist aus Der WO 00/55868 ein Dünnfilm mit Teil
widerstand bekannt, der aus planaren Widerstandsschichten
besteht, wobei zwei solche Widerstandsschichten derart
angeordnet sind, dass sich nur eine geringe Gesamtinduk
tivität ergibt.
Ausgehend von den bekannten Prinzipien liegt der vorlie
genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen induktions
armen, niederohmigen elektrischen Widerstand anzugeben,
der sich besonders einfach fertigen lässt, keine kompli
zierten Strukturen aufweist und dennoch induktionsfreie
Messungen der Ströme ermöglicht.
Gelöst wird die Aufgabe durch Ausgestaltung eines nieder
ohmigen elektrischen Widerstandes gemäß den im Anspruch 1
und Anspruch 17 angegebenen Lehren.
Die Erfindung macht sich zunutze, dass die Zylindersym
metrie nicht die einzige Symmetrieform ist, welche die
Gewinnung eines induktionsarmen Fühlersignals erlaubt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist es möglich, die Zylin
dersymmetrie durch zwei senkrecht zueinander stehende
Spiegelsymmetrieebenen zu ersetzen, um eine induktions
freie Bauart zu ermöglichen. In der einen Ebene sind
Strom-Hin- und -Rückführungsleitungen symmetrisch zur
Ebene E2 in der Ebene E1 angeordnet. Die beiden Kreise
mit den überlagerten Pfeilen symbolisieren den Verlauf
der Magnetfeldlinien um die Leiter. Die dazwischen einge
zeichnete schräge Linie symbolisiert den Verlauf der Mag
netfeldstütze zwischen den Leitern, die von links nach
rechts gehend das Vorzeichen wechselt und in der Mitte
durch Null geht. Die in der Mitte symmetrisch angeordnete
Leitung S ist induktionsfrei. Die resultierende Geometrie
ist dabei planar.
Die Erfindung macht sich diese Überlegung zu eigen, um in
planaren Ebenen den Widerstand aufzubauen, wie dies im
Anspruch 1 angegeben ist, wobei die beiden zueinander
senkrecht stehenden Symmetrieebenen realisiert werden.
Die dargestellte Zylindersymmetrie wird ersetzt durch
eine doppelte Spiegelsymmetrie.
Es hat sich gezeigt, dass ein nach der Erfindung aufge
bauter elektrischer Widerstand auch noch geeignet ist,
Ströme bei höheren Frequenzen induktionsfrei zu messen.
So ist es möglich, den Messbereich nach dem Messverfahren
gegenüber herkömmlichen Verfahren um den Faktor zehn zu
vergrößern. Während bei herkömmlichen HF-Strommessungen
an kleinen Widerständen die Grenzen durch den Aufbau und
das induktive Verhalten begrenzt sind, z. B. bei 1 MHz ca.
1 Ω, bei 100 kHz ca. 0,1 Ω und bei 10 kHz bei 0,01 Ω,
können die Widerstände nach der Erfindung bis zum Faktor
10 und mehr kleiner gehalten werden, also z. B. bei 1 MHz
bis 0,1 Ω. Darüber hinaus gewährleisten der Aufbau und
die Verwendung der flächenförmigen Widerstände eine hohe
Temperaturunempfindlichkeit und die einfache Herstellung
von Widerständen unterschiedlicher Dimensionen und Werte.
Die gestapelten elektrischen Widerstände nach der Erfin
dung sind relativ klein aufgebaut. Sie bestehen aus
streifenförmigen Zuschnitten, die in Ebenen angeordnet
sind, wobei die äußeren Ebenen zur Anpassung an verschie
dene Messungen mit unterschiedlichen SMD-Widerständen
oder aber auch mit im Druck hergestellten Widerständen
gleicher Größenordnung und gleicher Symmetrie bestückt
sein können. Die mindestens in der Z-Y-Richtung notwen
dige Symmetrie der Metallschichten, die Kupferschichten
oder andere Edelmetallschichten sein können, ist eine
Voraussetzung der einwandfreien Funktion des Widerstan
des. In X-Achsenrichtung können die Widerstände an den
äußeren Ebenen asymmetrisch in Längsrichtung angeordnet
sein. In jedem Fall müssen sie aber deckungsgleich im
Verbund vorgesehen sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen des induktionsarmen, nieder
ohmigen elektrischen Widerstandes nach der Erfindung sind
in den Unteransprüchen im einzelnen selbsterklärend ange
geben.
Zweckmäßigerweise werden die einzelnen Ebenen aus mit ei
ner Metallschicht versehenen Folien hergestellt. Die Fo
lien können Polyamid- oder Polycarbonat-Folien oder auch
Folien aus anderem Isoliermaterial sein. Sie dürfen nur
einen geringen Dehnungsfaktor aufweisen, um Symmetriever
schiebungen zu vermeiden. Als Isolierschichten kommen
aber auch Kunststoffträger, keramische Träger und Glas
träger in Frage. Auch kann der Gesamtverbund durch Umgie
ßen mit einer Harzschicht oder einem Kunststoff gegen
Feuchtigkeit und aggressive Gase geschützt werden.
Es ist zweckmäßig, für den Aufbau beschichtete geätzte
Folien zu verwenden, da diese dünn sind und in einfacher
Weise die Streifen ausgeschnitten werden können. Diese
können zu ebenen Paaren gefaltet bzw. an einem Ende umge
bogen werden, so dass eine Stromzuführungs- und eine
Stromrückführungsebene in einem Arbeitsgang hergestellt
werden können. Sie können aber auch aus Einzellagen ge
stapelt und dann mittels Durchkontaktierungen wunschgemäß
verbunden werden. Andere Metallisierungen sind ebenfalls
zur Erzeugung der elektrischen Verbindungen verwendbar.
Die auf der Zuführungsebene befindliche Leiterbahn, die
auf der Oberseite der Zuführungsebene unterbrochen und
mit einem SMD-Widerstand oder einem aufgedruckten Wider
stand überbrückt ist, ist zweckmäßigerweise so breit wie
der Streifen zugeschnitten. Er kann aber auch ein andere
geometrische Form aufweisen, wobei im Anschlussbereich
des Widerstandes die Breite sich über die gesamte Breite
des Widerstandes erstrecken sollte. Ein so zusammengefüg
ter Stapel von Ebenen kann dann in bekannter Weise auch
durch Kontaktierungstechniken lagenmäßig miteinander in
gewünschter Weise verbunden werden, um einen Stromzufüh
rungsanschluss und einen Stromrückführungsanschluss auf
der Stromanschlussseite des Widerstandes herstellen zu
können. Auch diese Durchkontaktierungen sollten zweckmä
ßigerweise symmetrisch beidseitig oder in der Schnittachse
der Symmetrieebene vorgesehen sein. Die Durchkon
taktierungstechnik kann aber auch angewendet werden, um
die beiden Leiterbahnen der Stromrückführungsebene an der
Fühleranschlussseite, nämlich der Rückseite, miteinander
zu kontaktieren. Es versteht sich dabei von selbst, dass
für die Durchkontaktierung die entsprechenden Leiterbahn
anschlüsse so anzubringen sind, dass nur die gewünschten
Kontaktierungen erstellt werden. Die Durchkontaktierung
wird durch Einbringen von Kupferschichten oder anderen
Metallschichten in Durchgangsbohrungen bei gleichzeitiger
Anbindung an die Metallschicht der jeweiligen Ebene rea
lisiert. Andere Verbindungen bis hin zum einfachen Auflö
ten sind ebenfalls möglich. Die Metallschichten sind
zweckmäßigerweise niederohmige Metallschichten. So kann
beispielsweise Kupfer kaschierte Folie zur Anwendung kom
men oder ein anderer Kupfer kaschierter Träger für die
Stapelbildung herangezogen werden. Für eine perfekte
Funktion müssen die Anschlüsse und die Durchkontaktierun
gen oder Verbindungen, die anstelle von Durchkontaktie
rungen zur Metallschichtverbindung verwendet werden, die
Symmetriebedingungen mit erfüllen. Aus diesem Grunde sind
derartige Kontaktierungen symmetrisch zur Längsachse an
beiden Seiten jeweils vorzusehen. Als Anschlüsse, die mit
den Kontaktierungen zu verbinden sind, werden zweckmäßi
gerweise Koaxialsteckverbinder sowohl auf der Stroman
schlussseite als auch an der Fühleranschlussseite verwen
det. Diese Steckverbinder sind zweckmäßigerweise in der
Schnittachse der Symmetrieebene angeordnet.
Kann die Verbindungstechnik für die Stromführungs- und
Fühlerleitungen nicht gemäß den Symmetrieforderungen an
gebracht werden, z. B. weil der benötigte HF-Shuntwi
derstand integrierter Bestandteil der Leitungsplatte ei
nes Messgerätes ist, empfiehlt es sich, für die Zu- und
Ableitungen zumindest in der näheren Umgebung der Wider
standsanordnung die Symmetrie einzuhalten. Wenn der Bruch
der Zuleitungssymmetrie erst in größerer Entfernung von
der Widerstandsanordnung stattfindet, bleiben die fort
schrittlichen Eigenschaften der Anordnung besser erhalten
und es treten keine Verfälschungen des Messergebnisses
auf.
Grundsätzlich lassen sich auch die Anschlüsse der Strom
zuführung und der Stromrückführung vertauschen. Die Wir
kungsweise des Widerstandes bleibt dabei vollständig er
halten. Auch kann die Fühlerebne eine zweiseitig metalli
sierte Leiterplatte oder Folie sein. Entscheidend ist,
dass die Leiterbahnen stets gleiche äußere Konturen auf
weisen und deckungsgleich angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeich
nung dargestellten Fig. 1 ergänzend erläutert.
In Fig. 1 ist ein planarer, niederohmiger induktions
freier Shuntwiderstand vereinfacht dargestellt, der er
findungsgemäß aufgebaut ist. Die Isolierschichten zwi
schen den Metallschichten sind der Einfachheit halber
nicht eingezeichnet. Der gestapelte Widerstand ist in Fo
lientechnik ausgeführt. Die Ebenen 1 und 2 sowie die Ebe
nen 4 und 5 sind beschichtete Folienstreifen, die aus ei
ner großflächigen Folie ausgeschnitten sind, und zwar an
einer solchen Stelle, bei der der Kunststoffträger und
die Metallschicht homogen sind, gleichbleibende Stärken
und geringe Dickentoleranzen aufweisen. Vorher oder nach
her kann durch Ätztechnik die Metallschicht auf der Ober
seite jeweils unterbrochen sein. Diese Folien werden so
dann zur Bildung der Ebenen 1 und 2 sowie 4 und 5 - wie
dargestellt - hinten umgebogen bzw. gefaltet, wodurch die
Metallschichten der Stromzuführungsebenen und der Strom
rückführungsebenen der ebenen Paare sogleich jeweils mit
einander verbunden sind. Um Biege- oder Faltungsverzer
rungen zu vermeiden, kann der Stapel auch aus einzelnen
Ebenen zusammengesetzt werden, die mittels Durchkontak
tierungstechniken wunschgemäß miteinander verbindbar
sind. Die notwendige äußere Isolierschicht kann in be
kannter Weise durch Druck- oder Sprühtechnik oder aber
auch durch eine aufgezogene Isolierfolie realisiert wer
den. Zwischen den beiden ebenen Stapeln aus den Ebenen 1
und 2 sowie 4 und 5 ist die Fühlerebene 3 zwischengefügt.
Hier kann eine einseitig oder doppelseitig beschichtete
Folie verwendet werden. Auf die Metallschicht braucht
keine Isolierschicht aufgebracht zu werden, da die Iso
lierung - wie angegeben - bereits auf der Unterseite der
Ebene 2 aufgebracht ist bzw. auf der Oberseite der Ebene
4. Die Fühlerebene 3 weist eine deckungsgleiche Leiter
bahnstruktur auf. Auf die Ebene 1 und die Ebene 4 sind
deckungsgleich, gleiche Symmetrien aufweisende SMD-Wider
stände 16 aufgebracht; anstelle dieser Widerstände können
auch Widerstände in Drucktechnik unter Verwendung von Wi
derstandspasten aufgebracht sein.
Das Koordinatenkreuz neben dem Widerstand soll zeigen,
dass ein absolute Symmetrie gewünscht ist, zumindest sind
die Symmetriebedingungen des gesamten Stapels in Y- und
Z-Richtung einzuhalten. In X-Richtung ist eine deckungs
gleiche Anordnung erforderlich. Die mittige Symmetrie
bezüglich der SMD-Widerstände kann zwar verlassen werden,
diese müssen aber kongruent angeordnet und symmetrisch
ausgebildet sein.
Die vordere Seite mit den freien Enden der Teilschichten
der Ebenen 1, 2, 4 und 5 ist als S-Ebene, nämlich Strom
anschlussseite, bezeichnet; die hintere Seite mit F für
Fühleranschlussseite. Die Widerstände 16 sollten unge
trimmte Widerstände sein, da jede durch die Trimmung be
wirkte Symmetrieverschiebung die Messergebnisse beein
trächtigen kann. Wenn getrimmte SMD-Widerstände verwendet
werden, müssen diese in der Trimmung ebenfalls symmet
risch gleich ausgebildet sein. Die für die ebene Verbin
dung notwendigen Durchkontaktierungen werden beispiels
weise durch chemische Verkupferung in Durchgangsbohrungen
hergestellt. Andere Verbindungen sind aber auch möglich.
Diese Verbindungen sollten symmetrisch angeordnet sein,
vorzugsweise auch in Richtung der Längsachse des Wider
standes symmetrisch angebracht und als Steckverbinder an
den Eingängen E und A für den Ausgang als Koaxialstecker
ausgebildet sein. Realisiert werden die Durchkontaktie
rungen durch Verbindungsleitungen 8 und 9 auf der Strom
zuführungsseite S. Die Verbindungen kontaktieren dabei
die Metallschichten der Ebenen 1 und 5 mit der Fühler
ebene 3. Die Stromrückführung wird realisiert durch
Durchkontaktierung der Ebenen 2 und 4, die über die sym
metrischen Verbindungsleitungen 10 und 11 herausgeführt
sind.
Auf der Fühleranschlussseite F sind die Ebenen 4 und 2
bzw. die rückseitigen Verbindungen der Ebenen 1 und 2 so
wie 4 und 5 miteinander über Verbindungsleitungen 12 und
14 - in der Zeichnung verdeckt - verbunden, die durch
Durchkontaktierung realisiert sind. Die Metallisierungs
verbindungsebenen zwischen den Schichten der Ebenen 1 und
2 sowie 4 und 5 sind rückseitig mit 6 und 7 bezeichnet.
Diese sind - wie vorher angegeben - in Durchkontaktie
rungstechnik realisiert, wie sie auch bei sonstigen Mehr
lagenplatinen üblich ist. Die Verbindungsleitung 12 ist
zweckmäßigerweise auch mit einem Steckanschluss zur Ver
bindung mit einer Anschlussleitung 14 eines Spannungs
messgerätes 13 verbunden. Darüber hinaus ist die Fühler
ebene 3 rückseitig über eine Anschlussleitung 15 mit dem
zweiten Anschluss eines Messgerätes 13 verbindbar.
Nach dem gleichen Bauprinzip können mehrere baugleiche
Messwiderstände mit unterschiedlichen Werten erstellt
werden. Für die jeweilige Anpassung ist lediglich ein
SMD-Widerstand 16 mit anderem Wert zu verwenden. Bei den
Widerständen nach der Erfindung handelt es sich um rela
tiv kleine Anordnungen, die durch die Größe des SMD-Wi
derstandes und durch den Frequenzbereich des Messsignals
im wesentlichen in den Abmessungen geprägt sind. Die
Durchkontaktierungen sind der Übersichtlichkeit wegen
nicht näher dargestellt. Diese Technologien sind bekannt.
Die Anschlüsse A und E können ebenfalls vertauscht wer
den.
Claims (17)
1. Induktionsarmer, niederohmiger elektrischer Wider
stand, bestehend aus streifenförmigen gestapelten, in
Ebenen angeordneten planaren Metallschichten mit kon
gruenten symmetrischen Konturen, welche Metallschichten
gegeneinander isoliert sind, mit folgenden Merkmalen:
- a) die Metallschichten der äußeren planaren Ebenen (1, 5), jeweils einer Stromzuführungsebene, sind in Längs richtung unterbrochen;
- b) die Unterbrechungsabschnitte sind von niederohmigen, kongruent angeordneten flächenförmigen Widerständen (16) überbrückt;
- c) die Breiten der planaren Metallschichten der äußeren Ebenen (1, 5) im Anschlussbereich der flächenförmigen Widerstände (R) sind so groß wie oder schmaler als die Breiten der Widerstände (R);
- d) die Metallschichten der jeweils im Stapel den äußeren Ebenen (1, 5) nächstfolgenden inneren Ebenen (2, 4) sind für die Stromrückführung vorgesehen und an den hinteren Enden über einen Brückenleiter (6, 7) oder Durchkontaktierungen jeweils elektrisch leitend mit einander verbunden;
- e) zwischen den beiden so gebildeten äußeren Ebenenpaaren (1, 2; 4, 5) ist mittig eine Fühlerebene (3) einge bracht;
- f) die Metallschichten an den vorderen freien Enden der planaren ersten äußeren Ebenen (1, 5) sind mit der Me tallschicht der mittigen Fühlerebene (3) über Verbin dungsleitungen (8, 9) oder Durchkontaktierungen miteinander verbunden und für die Stromzuführung vorgese hen;
- g) die Metallschichten an den vorderen freien Enden der inneren Ebenen (2, 4), die für die Stromrückführung vorgesehen sind, sind miteinander über Verbindungslei tungen (10, 11) oder Durchkontaktierungen elektrisch verbunden;
- h) mit den Verbindungsleitungen (8, 9; 10, 11) oder den Durchkontaktierungen sind jeweils ein Stromzuführungs anschluss (E) und ein Stromrückführungsanschluss (A) verbunden, wobei die Ebenen und die Anschlüsse in Be zug auf die Stromflussrichtung auch vertauschbar sind;
- i) die Metallschichten der inneren Ebenen (2, 4) sind im Bereich der hinteren Brückenleiter (6, 7) miteinander elektrisch über einen Verbindungsleiter (12) oder Durchkontaktierungen verbunden, der oder die einen ersten Anschluss (14) als Fühlerableitung für ein Spannungsmessgerät (13) aufweisen, dessen zweiter An schluss (15) über eine weitere Fühlerableitung mit der Metallschicht der mittigen Fühlerebene (3) hinten ver bunden ist,
- j) wobei die flächenförmigen Widerstände (16) untereinan der und gegenüber den Metallschichten und die planaren Metallschichten der Ebenen (1, 2, 3, 4, 5) und der Brückenleiter (6, 7) untereinander jeweils symmetrisch angeordnet sind und die flächenförmigen Widerstände sowie die Konturen der planaren Metallschichten je weils kongruent verlaufen.
2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass symmetrisch zur Fühlerebene (3) wei
tere Ebenen für die Stromzuführung und/oder Stromrückfüh
rung vorgesehen sind.
3. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass Verbindungsleitungen (8, 9) für die
Stromzuführung beidseitig symmetrisch zur Längsachse des
Stapels an den vorderen Enden oder auf der Achse stirn
seitig oder im vorderen Bereich der Enden vorgesehen
sind.
4. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Verbindungsleitungen (10, 11) für
die Stromzuführung symmetrisch zur Längsachse des Stapels
an den vorderen Enden beidseitig oder auf der Achse
stirnseitig oder im vorderen Bereich der Enden vorgesehen
sind.
5. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die flächenförmigen Widerstände (16)
untereinander gleiche Symmetrien und Werte aufweisen.
6. Widerstand nach Anspruch 1 oder 5, dadurch ge
kennzeichnet, dass die flächenförmigen Widerstände
(16) gedruckte Widerstände aus Widerstandspasten sind.
7. Widerstand nach Anspruch 1 oder 5, dadurch ge
kennzeichnet, dass die flächenförmigen Widerstände
(16) SMD-Widerstände sind, die nach der SMT-Technologie
bestückbar sind.
8. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Ebenen (1, 2, 3, 4, 5) Leiterplat
ten mit starrem oder flexiblem Isolierträger sind.
9. Widerstand nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Ebenen (1, 2, 3, 4, 5) als Träger
material beschichtete Folien aufweisen.
10. Widerstand nach Anspruch 1, 3, 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stromzuführungs- (E) und
Stromrückführungsanschlüsse (A)- und/oder die Verbindung
zwischen den hinteren Brückenverbindungen (6, 7) der äu
ßeren Ebenenpaare (1, 2; 5, 4) mittels eingebrachter
Durchkontaktierung in die mehrschichtige Leiterplatte
oder in den Schaltungsfolienstapel realisiert sind und
dass die Durchkontaktierungen herausgeführte Anschlüsse
und Fühlerableitungen aufweisen.
11. Widerstand nach Anspruch 1, 3, 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens die Stromzufüh
rungs- und Stromrückführungsebene (1, 2; 4, 5) der Ebe
nenpaare in Folientechnik realisiert und durch Faltung
hergestellt sind und dass zwischen den der Fühlerebene
zugewandten Seiten und der Fühlerebene (3) jeweils eine
Isolierschicht zwischengefügt ist.
12. Widerstand nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Stromzuführungs- und Stromrückfüh
rungsanschlüsse (A, E) als Steckkontakte ausgeführt sind.
13. Widerstand nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Ebenen (1, 2, 3, 4, 5) aus
einem vorgefertigten Flächenmaterial aus einer definier
ten Fläche hoher Homogenität ausgeschnitten und zum Sta
pel zusammengesetzt sind.
14. Widerstand nach Anspruch 1 oder 13, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Breite der Metallschichten
über die Länge der Ebenen gleiche Maße aufweist.
15. Widerstand nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Steckkontakte Koaxialsteckverbin
der sind, die in der Schnittachse der Symmetrieebene an
geordnet sind.
16. Widerstand nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Stromzuführungs- und Strom
rückführungs- und die Fühlerableitungen in unmittelbarer
Nähe des Stapels symmetrisch angeordnet sind und erst in
größerer Entfernung vom Stapel von der Symmetrie abwei
chen.
17. Induktionsarmer, niederohmiger elektrischer Wider
stand, bestehend aus streifenförmigen gestapelten, in
Ebenen angeordneten planaren Metallschichten mit kon
gruenten symmetrischen Konturen, welche Metallschichten
gegeneinander isoliert sind, mit folgenden Merkmalen:
- a) die Metallschichten der inneren planaren Ebenen (2, 4) bilden jeweils eine Stromrückführungsebene und sind in Längsrichtung unterbrochen;
- b) die Unterbrechungsabschnitte sind von niederohmigen, kongruent angeordneten flächenförmigen Widerständen (16) überbrückt;
- c) die Breiten der planaren Metallschichten der inneren planaren Ebenen (2, 4) sind im Anschlussbereich der flächenförmigen Widerstände (R) so groß wie oder schmaler als die Breiten der Widerstände (R);
- d) die Metallschichten der jeweils im Stapel den inneren Ebenen (2, 4) folgenden äußeren Ebenen (1, 5) sind als Stromzuführungsebene ausgebildet und an den hinteren Enden über einen Brückenleiter (6, 7) oder Durchkon taktierungen jeweils elektrisch leitend miteinander verbunden;
- e) zwischen den beiden so gebildeten äußeren Ebenenpaaren (1, 2; 4, 5) ist mittig eine Fühlerebene (3) einge bracht;
- f) die Metallschichten an den vorderen freien Enden der planaren inneren Ebenen (2, 4) sind mit der Metall schicht der mittigen Fühlerebene (3) über Verbindungs leitungen (8, 9) oder Durchkontaktierungen miteinander verbunden;
- g) die Metallschichten an den vorderen freien Enden der äußeren Ebenen (1, 5), sind miteinander über Verbin dungsleitungen (10, 11) oder Durchkontaktierungen elektrisch verbunden;
- h) mit den Verbindungsleitungen (8, 9; 10, 11) oder den Durchkontaktierungen sind jeweils ein Stromzuführungs anschluss (E) und ein Stromrückführungsanschluss (A) verbunden, wobei die Ebenen und die Anschlüsse in Be zug auf die Stromflussrichtung auch vertauschbar sind;
- i) die Metallschichten der äußeren Ebenen (1, 5) sind im Bereich der hinteren Brückenleiter (6, 7) miteinander elektrisch über einen Verbindungsleiter (12) oder Durchkontaktierungen verbunden, der oder die einen ersten Anschluss (14) als Fühlerableitung für ein Spannungsmessgerät (13) aufweisen, dessen zweiter An schluss (15) über eine weitere Fühlerableitung mit der Metallschicht der mittigen Fühlerebene (3) hinten ver bunden ist,
- j) wobei die flächenförmigen Widerstände (16) untereinan der und gegenüber den Metallschichten und die planaren Metallschichten der Ebenen (1, 2, 3, 4, 5) und der Brückenleiter (6, 7) untereinander jeweils symmetrisch angeordnet sind und die flächenförmigen Widerstände sowie die Konturen der planaren Metallschichten je weils kongruent verlaufen.
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